unl011unix環(huán)境高級(jí)編程

1、19.1引言第9章介紹進(jìn)行終端登錄時(shí)，需要通過(guò)一個(gè)終端設(shè)備自動(dòng)提供終端的語(yǔ)義。在終端和運(yùn)行程序之間有一個(gè)終端行規(guī)程（見(jiàn)圖 11-2），通過(guò)這個(gè)規(guī)程能夠在終端上設(shè)置特殊字符（退格、行刪除、中斷等）。但是，當(dāng)一個(gè)登錄請(qǐng)求到達(dá)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，終端行規(guī)程并不是自動(dòng)被加載到網(wǎng)絡(luò)連接和登錄程序s語(yǔ)義。之間的。圖9-5顯示了一個(gè)偽終端設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序被用來(lái)提供終端除了用于網(wǎng)絡(luò)登錄，偽終端還被用在其他方面，本章將對(duì)此進(jìn)行介紹。首先提供SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)下用于創(chuàng)建偽終端的函數(shù)，然后使用這些函數(shù)編寫(xiě)一個(gè)程序用來(lái)調(diào)用 pty。看到這個(gè)程序的各種使用：在輸入字符和終端顯示之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換（ BSD的碼轉(zhuǎn)換程序）和運(yùn)行協(xié)

2、同進(jìn)程來(lái)避免程序14-10中遇到的緩存問(wèn)題。19.2概述偽終端（ pseudo terminal）這個(gè)名詞暗示了與一個(gè)應(yīng)用程序相比，它更加像一個(gè)終端。但事實(shí)上，偽終端并不是一個(gè)真正的終端。圖19-1顯示了使用偽終端的進(jìn)程的典型結(jié)構(gòu)。其中關(guān)鍵點(diǎn)如下：(1) 通常一個(gè)進(jìn)程打開(kāi)偽終端主設(shè)備然后調(diào)用fork。子進(jìn)程建立了一個(gè)新的，打開(kāi)用戶(hù)進(jìn)程用戶(hù)進(jìn)程一個(gè)相應(yīng)的偽終端從設(shè)備，將它成標(biāo)準(zhǔn)輸讀、寫(xiě)函數(shù)讀、寫(xiě)函數(shù)入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)，然后調(diào)用 exec。偽終端從設(shè)備成為子進(jìn)程的控制終端。對(duì)于偽終端從設(shè)備之上的用戶(hù)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，其標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)都能當(dāng)作終端設(shè)備使用。用戶(hù)進(jìn)程能夠調(diào)用第 11章中講到的

3、所有輸入/輸出函數(shù)。但是因?yàn)樵趥谓K端從設(shè)備之下并沒(méi)有真正的設(shè)備，無(wú)意義的函數(shù)調(diào)用（改變波特率、發(fā)送中斷符、設(shè)置奇偶校驗(yàn)等）將被忽略。任何寫(xiě)到偽終端主設(shè)備的輸入都會(huì)作為從設(shè)備端的輸入，反之亦然。事實(shí)上所有從終端行規(guī)程內(nèi)核偽終端主設(shè)備偽終端從設(shè)備圖19-1 典型的偽終端進(jìn)程結(jié)構(gòu)設(shè)備端的輸入都來(lái)自備上的終端行規(guī)程使設(shè)備上的用戶(hù)進(jìn)程。這看起來(lái)就像一個(gè)流管道（見(jiàn)圖 15-3），但從設(shè)擁有普通管道之外的其他處理能力。圖19-1顯示了BSD系統(tǒng)中的偽終端結(jié)構(gòu)。19.3.2節(jié)將介紹如何打開(kāi)這些設(shè)備。在SVR4系統(tǒng)中偽終端是使用流系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)建的（見(jiàn) 12.4節(jié)）。圖19-2詳細(xì)描述了SVR4系統(tǒng)中各個(gè)偽終端模塊4

4、77之間的關(guān)系。虛線(xiàn)框中的兩個(gè)流模塊是可選的。請(qǐng)注意從設(shè)備上的三個(gè)流模塊同程序 12-10（網(wǎng)絡(luò)登錄）的輸出是一樣的。19.3.1節(jié)將介紹如何組織這些流模塊。從現(xiàn)在開(kāi)始將簡(jiǎn)化以上圖示，首先不再畫(huà)出圖 19-1的“讀、寫(xiě)功能”或圖19-2的流首。使用縮寫(xiě)“ pty”表示偽終端，并將圖 19-2中所有偽終端從設(shè)備之上的流模塊集合表示為“終端行規(guī)程”模塊。圖19-2 SVR4下的偽終端結(jié)構(gòu)19.2.1 網(wǎng)絡(luò)登錄服務(wù)器偽終端用于構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)登錄服務(wù)器。典型的例子是netd和rlogind服務(wù)器。Stevens1990運(yùn)行在遠(yuǎn)端主機(jī)上，即到如圖 19-第15章詳細(xì)了提供rlogin服務(wù)的步驟。一旦登錄s3的

5、結(jié)構(gòu)。同樣的結(jié)構(gòu)也用于netd服務(wù)器。在rlogind服務(wù)器和登錄s間檢驗(yàn)用戶(hù)是否合法的。之間有兩個(gè)exec調(diào)用，這是因?yàn)閘ogin程序通常是在兩個(gè)exec之本圖的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)偽終端主設(shè)備的進(jìn)程通常同時(shí)在讀寫(xiě)另一個(gè) I/O流。本例中另一個(gè)I/O流是TCP/IP。這表示該進(jìn)程必然使用了某種形式的如 select或poll那樣的I/O多路轉(zhuǎn)接（見(jiàn)12.5節(jié)），或被分成兩個(gè)進(jìn)程?；貞?8.7節(jié)過(guò)的一個(gè)進(jìn)程和兩個(gè)進(jìn)程的比較。用戶(hù)進(jìn)程用戶(hù)進(jìn)程流首流首流模塊流模塊內(nèi)核流模塊流模塊偽終端主設(shè)備偽終端從設(shè)備478rlogind服務(wù)器登錄s標(biāo)準(zhǔn)輸出標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)輸入TCP/IP協(xié)議終端行規(guī)程內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程

6、序pty主設(shè)備pty從設(shè)備網(wǎng)絡(luò)圖19-3rlogind服務(wù)器的進(jìn)程組織結(jié)構(gòu)19.2.2 script程序script程序是隨SVR4和4.3+BSD提供的，該程序?qū)⒔K端一個(gè)文件中做一個(gè)拷貝。它通過(guò)將自己置于終端和登錄 s作。圖19-4詳細(xì)描述了script程序相關(guān)的交互。這里特別期間所有的輸入和輸出信息在的一個(gè)新的調(diào)用之間來(lái)完成這個(gè)工script程序通常是從登錄s起動(dòng)的，該s然后等待程序的結(jié)束。script程序運(yùn)行時(shí)，在偽終端從設(shè)備之上終端行規(guī)程的所有輸出都被到一個(gè) script文件中（通常叫做typescript）。因?yàn)閾翩I通常被行規(guī)程的模塊回顯，該 script文件也包括了輸入的內(nèi)容。但是

7、，因?yàn)榭诹畈槐换仫@，該script文件不會(huì)包含口令。script文件登錄sscript pro ss(休眠中)終端行規(guī)程終端行規(guī)程內(nèi)核pty從設(shè)備pty主設(shè)備終端設(shè)備驅(qū)動(dòng)終端上的用戶(hù)圖19-4 script程序479在19.5節(jié)開(kāi)發(fā)一個(gè)通用的pty程序后， script程序?？吹揭粋€(gè)巧妙的s能夠?qū)⑺D(zhuǎn)化成一個(gè)19.2.3 expect程序偽終端可以用來(lái)使交互式的程序運(yùn)行在非交互的狀態(tài)中。許多程序需要一個(gè)終端來(lái)運(yùn)行， 18.7節(jié)中的call進(jìn)程就是一個(gè)例子。它假定標(biāo)準(zhǔn)輸入是一個(gè)終端并在起動(dòng)時(shí)將其設(shè)置為初始模式（見(jiàn)程序18-20）。該程序不能被s和注銷(xiāo)。同修改所有交互式程序來(lái)支持批處理模式的操作比

8、較，一個(gè)更好的解決方法是通過(guò)一個(gè) script來(lái)驅(qū)動(dòng)交互式程序。expect程序Libes 1990;1991提供了這樣的方法。類(lèi)似于19.5節(jié)的pty程序，它使用偽終端來(lái)運(yùn)行其他程序。并且， expect還提供了一種編程語(yǔ)言用于檢查程序的輸出，以確定用什么作為輸入發(fā)送給該程序。當(dāng)一個(gè)交互式的程序開(kāi)始從一個(gè)運(yùn)行時(shí)，不能僅僅是將中的所有內(nèi)容輸入到程序中去。相應(yīng)的，要通過(guò)檢查程序的輸出來(lái)決定下一步輸入的內(nèi)容。19.2.4 運(yùn)行協(xié)同進(jìn)程在程序14-10所示的例子中，不能調(diào)用使用標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)進(jìn)行輸入、輸出的協(xié)同進(jìn)程，這是因?yàn)楫?dāng)通過(guò)管道與協(xié)同進(jìn)程進(jìn)行通訊時(shí)，標(biāo)準(zhǔn) I/O庫(kù)會(huì)將標(biāo)準(zhǔn)輸入和輸出的內(nèi)容放到緩存

9、中，從而引起死鎖。如果協(xié)同進(jìn)程是一個(gè)已經(jīng)編譯的程序而又沒(méi)有源程序，則無(wú)法在源程序中加入fflush語(yǔ)句來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。圖8顯示了一個(gè)進(jìn)程驅(qū)動(dòng)協(xié)同進(jìn)程的情況。只需將一個(gè)偽終端放到兩個(gè)進(jìn)程之間，見(jiàn)圖19-5。協(xié)同進(jìn)程管道1標(biāo)準(zhǔn)輸入驅(qū)動(dòng)程序偽終端標(biāo)準(zhǔn)輸出管道2圖19-5 用偽終端驅(qū)動(dòng)一個(gè)協(xié)同進(jìn)程現(xiàn)在協(xié)同進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出就像終端設(shè)備一樣，所以標(biāo)準(zhǔn) I/O庫(kù)會(huì)將這兩個(gè)流設(shè)置為行緩存。父進(jìn)程有兩種不同的方法在自身和協(xié)同進(jìn)程之間獲得偽終端（這種情況下的父進(jìn)程可以類(lèi)似程序14-9，使用兩個(gè)管道和協(xié)同進(jìn)程進(jìn)行通訊；或者像程序 15-1那樣，使用一個(gè)流管道）。一個(gè)方法是父進(jìn)程直接調(diào)用 pty_fork函數(shù)

10、（見(jiàn)19.4節(jié)）而不是fork。另法是exec該pty程序，將協(xié)同進(jìn)程作為參數(shù)（見(jiàn)19.5節(jié)）。在說(shuō)明pty程序后介紹這兩種方法。19.2.5長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行程序的輸出使用任一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)s，都可以將一個(gè)需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的程序放到運(yùn)行。但是如果將該程序的標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到一個(gè)文件，并且如果它產(chǎn)生的輸出不多，就不能方便地程序本書(shū)中所有運(yùn)行程序并顯示其輸出的實(shí)例都是由 script程序?qū)崿F(xiàn)的，這樣避免了手動(dòng)拷貝程序輸出可能帶來(lái)的錯(cuò)誤。480的進(jìn)展，這是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)會(huì)將標(biāo)準(zhǔn)輸出放在緩存中保存。果，有時(shí)甚至可能是8192字節(jié)一塊?？吹降膶⒅皇浅蓧K的輸出結(jié)如果有源程序，則可以加入fflush調(diào)用。另標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)認(rèn)為

11、輸出是終端。圖19-6說(shuō)明了這個(gè)結(jié)構(gòu)，法是，可以在pty程序下運(yùn)行該程序，讓這個(gè)緩慢輸出的程序稱(chēng)為slowout。從登錄s到pty進(jìn)程的fort/exec箭頭用虛線(xiàn)表示，以強(qiáng)調(diào)pty進(jìn)程是作為任務(wù)運(yùn)行的。圖19-6 使用偽終端運(yùn)行一個(gè)緩慢輸出的程序19.3打開(kāi)偽終端設(shè)備在SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)中打開(kāi)偽終端設(shè)備的方法有所不同。提供兩個(gè)函數(shù)來(lái)處理所有細(xì)節(jié)：ptym_open用來(lái)打開(kāi)下一個(gè)有效的偽終端主設(shè)備， ptys_open用來(lái)打開(kāi)相應(yīng)的從設(shè)備。#include ourhdr.hptym_open(cha rpts*_name);返回：若成功則為偽終端主設(shè)備文件描述符，否則為 -1m, c

12、har *pts_name);返回：若成功則為偽終端從設(shè)備文件描述符，否則為 -1ptys_open( 通常不直接調(diào)用這兩個(gè)函數(shù) 函數(shù)pty_fork（見(jiàn)19.4節(jié)）調(diào)用它們并fork出一個(gè)子進(jìn)程。ptym_open決定下一個(gè)有效的偽終端主設(shè)備并打開(kāi)該設(shè)備。這個(gè)調(diào)用必須分配一個(gè)數(shù)組來(lái)存放主設(shè)備或從設(shè)備的名稱(chēng)，并且如果調(diào)用成功，相應(yīng)的主設(shè)備或從設(shè)備的名稱(chēng)會(huì)通過(guò) pts_name返回。這個(gè)名稱(chēng)和ptym_open返回的文件描述符將傳給ptys_open，該函數(shù)用來(lái)打開(kāi)一個(gè)從設(shè)備。輸出文件登錄spty進(jìn)程終端行規(guī)程終端行規(guī)程內(nèi)核終端設(shè)備pty主設(shè)備pty從設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序終端上的用戶(hù)slowout481

13、在講解pty_fork函數(shù)之后，使用兩個(gè)函數(shù)來(lái)打開(kāi)這兩個(gè)設(shè)備的原因?qū)?huì)很明顯。通常，一個(gè)進(jìn)程調(diào)用ptym_open來(lái)打開(kāi)一個(gè)主設(shè)備并且得到從設(shè)備的名稱(chēng)。該進(jìn)程然后 fork子進(jìn)程，子進(jìn)程在調(diào)用setsid建立新的的控制終端的過(guò)程。后調(diào)用ptys_open來(lái)打開(kāi)從設(shè)備。這就是從設(shè)備如何成為子進(jìn)程19.3.1 SVR4SVR4系統(tǒng)下所有偽終端的流實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)在A(yíng)T&T1990d第12章中有所說(shuō)明，還描述了以下三個(gè)函數(shù)： grantpt(3)，unlockpt(3)，和ptsname(3)。偽終端主設(shè)備是/dev/ptmx。這是一個(gè)流的增殖設(shè)備（ clone device）。這意味著當(dāng)打開(kāi)該增殖設(shè)備，其

14、open例程自動(dòng)決定第一個(gè)未被使用的偽終端主設(shè)備并打開(kāi)這個(gè)設(shè)備。（下一節(jié)將看到在系統(tǒng)中，須自己找到第一個(gè)未被使用的偽終端主設(shè)備。）程序19-1 SVR4的偽終端打開(kāi)函數(shù)482首先打開(kāi)設(shè)備/dev/ptmx并得到偽終端主設(shè)備的文件描述符。打開(kāi)這個(gè)主設(shè)備自動(dòng)鎖定了對(duì)應(yīng)的從設(shè)備。然后調(diào)用grantpt來(lái)改變從設(shè)備的權(quán)。執(zhí)行如下操作：（a）將從設(shè)備的所改為有效用戶(hù)ID；（b）將組所改為組tty；（c）將權(quán)改為只允許用戶(hù)-讀，用戶(hù)-寫(xiě)和組-寫(xiě)。將組所設(shè)置為tty并允許組-寫(xiě)權(quán)是因?yàn)槌绦騱all(1)和write(1)的設(shè)置-用戶(hù)-ID為組tty。調(diào)用函數(shù)grantpt執(zhí)行/usr/lib/pt_od。該

15、程序的設(shè)置-用戶(hù)-ID為root，因此它能夠修改從設(shè)備的所有者和權(quán)。函數(shù)unlockpt用來(lái)清除從設(shè)備的鎖。在打開(kāi)從設(shè)備前必須做這件事情。并且必須調(diào)用ptsname來(lái)得到從設(shè)備的名稱(chēng)。這個(gè)名稱(chēng)的格式是/dev/pts/NNN。文件中接下來(lái)的函數(shù)是ptys_open，該函數(shù)真正被用來(lái)打開(kāi)一個(gè)從設(shè)備。在 SVR4系統(tǒng)中，如果調(diào)用者是一個(gè)還沒(méi)有控制終端的期首進(jìn)程， open就會(huì)分配一個(gè)從設(shè)備作為控制終端。如果不希望函數(shù)自動(dòng)做這件事，可以在調(diào)用時(shí)指明O_NOCTTY標(biāo)志。打開(kāi)從設(shè)備后，將三個(gè)流模塊放在從設(shè)備的流上。 ptem是偽終端虛擬模塊， ldterm是終端行規(guī)程模塊。這兩個(gè)模塊合在一起像一個(gè)真正

16、的終端模塊一樣工作。 ttcompat提供了向老系統(tǒng)如V7、4BSD和Xenix的ioctl調(diào)用的兼容性。這是一個(gè)可選的模塊，但是因?yàn)樗詣?dòng)嘗試控制臺(tái)登錄和網(wǎng)絡(luò)登錄（見(jiàn)程序12-10的輸出），其加到從設(shè)備的流中。調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)的結(jié)果是得到：偽終端主設(shè)備的文件描述符和從設(shè)備的文件描述符。19.3.2 4.3+BSD在4 . 3 +BSD系統(tǒng)中必須自己來(lái)確定第一個(gè)可用的偽終端主設(shè)備。為達(dá)到這個(gè)目的，從/dev/ptyp0開(kāi)始并不斷嘗試，直到成功打開(kāi)一個(gè)可用的偽終端主設(shè)備或試完所有設(shè)備。在打開(kāi)設(shè)備時(shí)，將看到兩種可能的錯(cuò)誤： EIO指設(shè)備已經(jīng)被使用； ENOENT表示設(shè)備不存在。對(duì)于后一種情況，可以停

17、止搜索，因?yàn)樗械膫谓K端設(shè)備都在被使用中。一旦成功地打開(kāi)一個(gè)例如名為/dev/ptyMN的偽終端主設(shè)備，那么對(duì)應(yīng)的從設(shè)備的名稱(chēng)為/dev/ttyMN。程序19-2中的函數(shù)ptys_open打開(kāi)該從設(shè)備。在該函數(shù)中調(diào)用n和od，必須意識(shí)到調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)的進(jìn)程必須有超級(jí)用戶(hù)權(quán)。如果必須改變所，那么這兩個(gè)函數(shù)調(diào)用必須放在一個(gè)設(shè)置-用戶(hù)-ID的root用戶(hù)的可執(zhí)行函數(shù)中，這類(lèi)似于4.3+BSD系統(tǒng)下的grantpt函數(shù)。483在4.3+BSD系統(tǒng)之下打開(kāi)pty從設(shè)備不具有像分配作為控制終端的設(shè)備那樣的副作用。下一節(jié)將探討如何在4.3+BSD系統(tǒng)下分配控制終端。這個(gè)函數(shù)嘗試16種不同的偽終端主設(shè)備：從/

18、dev/ptyp0到/dev/ptyTf。具體有效的pty設(shè)備號(hào)取決于兩個(gè)：（a）內(nèi)核中配置的號(hào)碼；（ b）/dev目錄下的特殊文件號(hào)。對(duì)于任何程序來(lái)說(shuō)，有效的號(hào)碼是（ a）和（ b）中較小的一個(gè)。并且，即使（ a）和（ b）中小的值大于64，許多現(xiàn)有的BSD應(yīng)用（如等）會(huì)搜索程序19-2中第一個(gè)for循環(huán)中的pqrs。netd，rlogind等程序19-2 4.3+BSD的偽終端open函數(shù)48419.4pty_fork函數(shù)現(xiàn)在使用上一節(jié)介紹的兩個(gè)函數(shù)： ptym_open和ptys_open，編寫(xiě)稱(chēng)之為pty_fork的函數(shù)。這個(gè)新函數(shù)具有如下功能：打開(kāi)主設(shè)備和從設(shè)備，建立作為具有控制終端

19、。期管理者的子進(jìn)程并使其#include #include #include #include /* 4.3+BSD defines struct winsize here */ ourhdr.h _t pty_fork( ptr*fdm, char *slave_name,const struct termio ssla*ve_termios,const struct winsiz esla*ve_winsize);返回：子進(jìn)程中為0，父進(jìn)程中為子進(jìn)程的進(jìn)程ID，若錯(cuò)誤則為-1pty主設(shè)備的文件描述符通過(guò)ptrfdm指針?lè)祷亍Ｈ绻鹲lave_name不為空，從設(shè)備的名稱(chēng)被存放在該指針指向的區(qū)

20、分配空間。區(qū)中。調(diào)用者必須為該如果指針slave_termios不為空，該指針?biāo)慕Y(jié)構(gòu)將初始化從設(shè)備的終端行規(guī)程。如果該指針為空，系統(tǒng)將從設(shè)備的termios結(jié)構(gòu)初始化為一個(gè)由具體應(yīng)用定義的初始狀態(tài)。類(lèi)似的，如果slave_winsize指針不為空，該指針?biāo)鶠榭?，winsize結(jié)構(gòu)通常被初始化為0。的結(jié)構(gòu)將初始化從設(shè)備的窗口大小。如果該指針程序19-3顯示了這個(gè)程序的代碼。調(diào)用相應(yīng)的 ptym_open和ptys_open函數(shù)，這個(gè)函數(shù)在 SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)下都可以使用。在打開(kāi)偽終端主設(shè)備后， fork將被調(diào)用。正如前面提到的，要等到調(diào)用 setid建立新的期后才調(diào)用ptys_ope

21、n。當(dāng)調(diào)用setsid時(shí)，子進(jìn)程還不是一個(gè)進(jìn)程組的首進(jìn)程（想為什么？）期；（ b）因此9.5節(jié)列出的三個(gè)操作被使用：（a）子進(jìn)程作為的管理者創(chuàng)建一個(gè)新的子進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程組；（ c）子進(jìn)程沒(méi)有控制終端。在SVR4系統(tǒng)中，當(dāng)調(diào)用ptys_open時(shí)，從設(shè)備成為了控制終端。在 4.3+BSD系統(tǒng)中，必須調(diào)用ioctl并使用參數(shù)TIOCSCTTY來(lái)分配一個(gè)控制終端。然后termios和winsize這兩個(gè)結(jié)構(gòu)在子進(jìn)程中被初始化。最后從設(shè)備的文件描述符被到子進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)中。這表示由子進(jìn)程所 exec的進(jìn)程都會(huì)將上述三個(gè)句柄同偽終端從設(shè)備聯(lián)系起來(lái)。在調(diào)用fork后，父進(jìn)程返回偽

22、終端主設(shè)備的描述符并返回。下一節(jié)將在 pty程序中使用 pty_fork。485程序19-3 pty_fork函數(shù)48619.5pty程序編寫(xiě)pty程序的目的是為了用鍵入：pty prog arg1 arg2 來(lái)代替：prog arg1 arg2 這樣使可以用pty來(lái)執(zhí)行另一個(gè)程序，該程序在一個(gè)自己的偽終端連接。期中執(zhí)行，并和一個(gè)看一下pty程序的源碼。程序19-4包含main函數(shù)。它調(diào)用上一節(jié)的pty_fork函數(shù)。程序19-4 pty程序的main函數(shù)487下一節(jié)檢測(cè)pty程序的不同使用時(shí)，將會(huì)探討多種的行命令選擇項(xiàng)。在調(diào)用pty_fork前，取得了termios和winsize結(jié)構(gòu)的值，

23、將其傳遞給pty_fork。通過(guò)這種方法，偽終端從設(shè)備具有和現(xiàn)在的終端相同的初始狀態(tài)。從pty_fork返回后，子進(jìn)程關(guān)閉了偽終端從設(shè)備的回顯，并調(diào)用 execvp來(lái)執(zhí)行命令行指定的程序。所有令行參數(shù)將成為程序的參數(shù)。488父進(jìn)程在調(diào)用exit時(shí)執(zhí)行原先設(shè)置的退出處理程序，它復(fù)原終端狀態(tài)，將用戶(hù)終端設(shè)置為初始模式（可選）。下一節(jié)將do_driver函數(shù)。接下來(lái)父進(jìn)程調(diào)用函數(shù)loop（見(jiàn)程序19-5）。該函數(shù)僅僅是將所有標(biāo)準(zhǔn)輸入拷貝到偽終端主設(shè)備，并將偽終端主設(shè)備接收到的所有內(nèi)容拷貝到標(biāo)準(zhǔn)輸出。同 18.7節(jié)一樣，有兩個(gè)選擇 一個(gè)進(jìn)程還是兩個(gè)進(jìn)程？為了有所區(qū)別，這里使用兩個(gè)進(jìn)程，盡管使用 sel

24、ect或poll的單進(jìn)程也是可行的。程序19-5 loop函數(shù)489注意，當(dāng)使用兩個(gè)進(jìn)程時(shí)，如果一個(gè)終止，那么它必須通知另一個(gè)。行這種通知。用 SIGTERM進(jìn)19.6使用pty程序接下來(lái)看一下pty程序的不同例子，了解一下使用不同命令行選擇項(xiàng)的必要性。如果使用KornS pty ksh，執(zhí)行：得到一個(gè)運(yùn)行在一個(gè)偽終端下的新的s。如果文件ttyname同程序11-7相同，可按如下方式執(zhí)行pty程序：$ whostevens stevens stevens stevens stevensstevensconsole ttyp0 ttyp1 ttyp2 ttyp3 ttyp4 Feb Feb Fe

25、b Feb Feb Feb 66666710:43 15:00 15:00 15:00 15:48 14:28 ttyp4是正在使用的最高終端設(shè)備在pty上運(yùn)行程序11-7ttyp5是下一個(gè)有效的pty設(shè)備號(hào)$ pty ttyname fd fd fd 0: 1: 2: /dev/ttyp5 /dev/ttyp5 /dev/ttyp5 19.6.1utmp文件6.7節(jié)了當(dāng)前UNIX系統(tǒng)登錄用戶(hù)的utmp文件。那么在偽終端上運(yùn)行程序的用戶(hù)是否被認(rèn)為登錄了呢？如果是登錄，netd和rlogind，顯然偽終端上的用戶(hù)應(yīng)該在utmp中擁有相應(yīng)條目。但是，從窗口系統(tǒng)或運(yùn)行 script程序，在偽終端上運(yùn)

26、行 s的用戶(hù)是否應(yīng)該在utmp中擁有相應(yīng)條目呢？這個(gè)問(wèn)題一直沒(méi)有一個(gè)的認(rèn)識(shí)。有的系統(tǒng)有，有的沒(méi)有。如果沒(méi)有的話(huà)， who(1)程序一般不會(huì)顯示正在被使用的偽終端。除非utmp允許其他用戶(hù)的寫(xiě)權(quán)，否則一般的程序?qū)⒉荒軐?duì)其進(jìn)行寫(xiě)操作。某些系統(tǒng)提供這個(gè)寫(xiě)權(quán)。19.6.2 作業(yè)控制交互當(dāng)在pty上運(yùn)行作業(yè)控制spty ksh 時(shí)，它能夠正常地運(yùn)行。例如，490在pty上運(yùn)行KornS。能夠在這個(gè)新s下運(yùn)行程序和使用作業(yè)控制，如同在登錄 s中一樣。但如果在pty下運(yùn)行一個(gè)交互式程序而不是作業(yè)控制spty cat ，比如：一切正常直到鍵入作業(yè)控制的暫停字符。在 SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)中作業(yè)控制暫停字

27、符將會(huì)被顯示為Z而被忽略。在SunOS4.1.2中，cat進(jìn)程終止，pty進(jìn)程終止，回到初始登錄s。為了明白其中的原因，需要檢查所有相關(guān)的進(jìn)程、這些進(jìn)程所屬的進(jìn)程組和期。圖19-7顯示了pty cat運(yùn)行的結(jié)構(gòu)圖。圖19-7pty cat的進(jìn)程組和期當(dāng)鍵入暫停字符（ Ctrl-Z），它將被cat進(jìn)程下的行規(guī)程模塊所識(shí)別，這是因?yàn)?pty將終端（在pty父進(jìn)程之下）設(shè)置為初始模式。但內(nèi)核不會(huì)終止cat進(jìn)程，這是因?yàn)樗鼘儆谝粋€(gè)孤兒進(jìn)程組（見(jiàn)9.10節(jié)）。cat的父進(jìn)程是pty的父進(jìn)程，屬于另一個(gè)期。不同的系統(tǒng)處理這種情況的方法也不同。在IX.1中這個(gè)SIGTSTP信號(hào)不被發(fā)送給進(jìn)程。早期的系統(tǒng)遞送

28、一個(gè)進(jìn)程甚至不能捕獲的SIGKILL。這就是在SunOS4.1.2中看到的。（IX.1 Rationale建議用SIGHUP作為更好的替代，因?yàn)檫M(jìn)程能夠捕獲它。）用程序8-17查看cat進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)，可以發(fā)現(xiàn)該進(jìn)程確實(shí)由SIGKILL信號(hào)終止。在SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)中，修改了程序10-22來(lái)觀(guān)察結(jié)果。修改后的程序能夠在捕獲SIGTSTP后進(jìn)行打印，并在捕獲SIGCONT信號(hào)后再打印一次并繼續(xù)執(zhí)行。這說(shuō)明 SIGTSTP被進(jìn)程捕獲，但是當(dāng)進(jìn)程試圖發(fā)送信號(hào)給自己來(lái)暫停本進(jìn)程的時(shí)候，內(nèi)核立即發(fā)送 SIGCONT信號(hào)使之繼續(xù)執(zhí)行。內(nèi)核將不會(huì)讓進(jìn)程被作業(yè)控制停止。 SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)

29、的這種處理方法比起發(fā)送一個(gè)SIGKILL的方法來(lái)顯得不那么激烈。當(dāng)使用pty來(lái)運(yùn)行作業(yè)控制s時(shí)，被這個(gè)新s調(diào)用的作業(yè)將不是任何孤兒進(jìn)程組的成員，這是因?yàn)樽鳂I(yè)控制s總是屬于同一個(gè)期。在這種情況下， Ctrl-Z被發(fā)送到被s調(diào)用的進(jìn)程，而不是s本身。期期進(jìn)程組進(jìn)程組進(jìn)程組登錄ptyptys父進(jìn)程子進(jìn)程終端行規(guī)程終端行規(guī)程終端設(shè)備pty主設(shè)備pty從設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序終端上的用戶(hù)cat491讓被pty調(diào)用的進(jìn)程能夠處理作業(yè)控制信號(hào)的唯一的方法是：另外增加一個(gè)命令行標(biāo)志讓 pty子進(jìn)程能夠自己認(rèn)識(shí)作業(yè)暫停字符，而不是讓該字符通過(guò)其他行規(guī)程模塊。19.6.3 檢查長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行程序的輸出另一個(gè)使用pty進(jìn)行作業(yè)控

30、制交互的例子見(jiàn)圖19-6。如果運(yùn)行一個(gè)程序：pty slowout file.out &進(jìn)程試圖從標(biāo)準(zhǔn)輸入（終端）讀入數(shù)據(jù)時(shí)， pty進(jìn)程立刻停止運(yùn)行。這是因?yàn)樵撟鳂I(yè)終端時(shí)會(huì)使作業(yè)控制停止。如果將標(biāo)準(zhǔn)輸入重定向使得 pty是一個(gè)作業(yè)并且當(dāng)它試圖不從終端數(shù)據(jù)，如：pty slowout file.out &那么pty程序立即終止，這是因?yàn)樗鼜臉?biāo)準(zhǔn)輸入到一個(gè)文件結(jié)束符。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是使用-i選擇項(xiàng)。這個(gè)選擇項(xiàng)的含義是忽略來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)輸入的文件結(jié)束符：pty -i slowout file.out &這個(gè)標(biāo)志導(dǎo)致在遇到文件結(jié)束符時(shí)，程序 19-5的子進(jìn)程終止，但子進(jìn)程不會(huì)使父進(jìn)程也終止。相反的，父

31、進(jìn)程一直將偽終端從設(shè)備的輸出拷貝到標(biāo)準(zhǔn)輸出（本例中的 file.out）。19.6.4 script程序使用pty程序，可以用下面的方式實(shí)現(xiàn)BSD系統(tǒng)中的script（1）程序。#!/bin/shpty $S :-/bin/sh | tee typescript 一旦執(zhí)行這個(gè)script程序，即可以運(yùn)行ps來(lái)觀(guān)察進(jìn)程之間的關(guān)系。圖19-8顯示了這些關(guān)系。圖19-8 script s在這個(gè)例子中，假設(shè)S變量是KornS（可能是/din/ksh）。如前面所述， script僅僅是將新的s（和它調(diào)用的所有的子進(jìn)程）的輸出拷貝出來(lái)，但是因?yàn)閭谓K端從設(shè)備上的行規(guī)程模塊通常允許回顯，故絕大多數(shù)鍵入都被寫(xiě)到

32、typescript文件中去。typescript文件登錄ptyptys父進(jìn)程子進(jìn)程管道行描述行描述ttyptypty主設(shè)備從設(shè)備用戶(hù)49219.6.5 運(yùn)行協(xié)同進(jìn)程在程序14-9中，不能讓協(xié)同進(jìn)程使用標(biāo)準(zhǔn) I/O函數(shù)，其原因是標(biāo)準(zhǔn)輸入和輸出不是終端，其輸入和輸出將被放到緩存中。如果用if (execl(./pty, pty, -e, add2, (char *) 0) 0) 替代：if (execl(./add2, add2, (char *) 0) 0) 在pty下運(yùn)行協(xié)同進(jìn)程，該程序即使使用了標(biāo)準(zhǔn)I/O仍然可以正確運(yùn)行。圖19-9顯示了在使用偽終端作為協(xié)同進(jìn)程的輸入和輸出的情況?？蛑械摹?/p>

33、驅(qū)動(dòng)程序”是前面提到過(guò)的改變了execl的程序14-9。這是圖19-5的一個(gè)擴(kuò)充，它顯示了所有的進(jìn)程間聯(lián)系和數(shù)據(jù)流。pty父進(jìn)程add2協(xié)同進(jìn)程pty子進(jìn)程驅(qū)動(dòng)程序管道2管道1終端行規(guī)程終端行規(guī)程終端設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序pty主設(shè)備pty從設(shè)備終端上的用戶(hù)圖19-9運(yùn)行一協(xié)同進(jìn)程，以pty作為其輸入和輸出這個(gè)例子顯示了對(duì)于pty程序-e（不回顯）選擇項(xiàng)的重要性。 pty不以交互方式運(yùn)行，這是因?yàn)樗臉?biāo)準(zhǔn)輸入不是一個(gè)終端。在程序 19-4中eractive標(biāo)志默認(rèn)為false，這是因?yàn)閷?duì)isatty調(diào)用的返回結(jié)果是false。這意味著在真正的終端之上的行規(guī)程保持在典型模式下并允許回顯。指定-e選擇項(xiàng)后，

34、關(guān)掉了偽終端從設(shè)備上的行規(guī)程模塊的回顯。如果不這樣做，則鍵入的每一個(gè)字符都將被兩個(gè)行規(guī)程模塊顯示兩次。還要用-e選擇項(xiàng)關(guān)閉termios結(jié)構(gòu)的ONLCR標(biāo)志，防止所有的協(xié)同進(jìn)程的輸出被回車(chē)和換行符終止。在不同的系統(tǒng)上測(cè)試這個(gè)例子會(huì)遇到 12.8節(jié)描述readn和writen函數(shù)時(shí)提到。當(dāng)描述符不是普通的磁盤(pán)文件時(shí)，從read返回的數(shù)據(jù)量可能因?qū)崿F(xiàn)不同而有所區(qū)別。協(xié)同進(jìn)程使用pty時(shí)，如果調(diào)用通過(guò)管道的read而返回結(jié)果不到一行，將輸出不可的結(jié)果。解決的方法不是使用程序14-9而是使用修改過(guò)的使用標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)的習(xí)題14.5的程序，將兩個(gè)管道都設(shè)置為行緩存。這樣fgets函數(shù)將會(huì)讀完一個(gè)整行。程序

35、14-9的while循環(huán)假設(shè)送到協(xié)同進(jìn)程的每一行都會(huì)帶來(lái)一行的返回結(jié)果。19.6.6 用非交互模式驅(qū)動(dòng)交互式程序雖然讓pty運(yùn)行所有的協(xié)同進(jìn)程是非常的想法，但如果協(xié)同進(jìn)程是交互式的，就不能493正常工作。問(wèn)題在于pty只是將其標(biāo)準(zhǔn)輸入到pty，并將來(lái)自pty的到其標(biāo)準(zhǔn)輸出。而并不關(guān)心具體得到什么數(shù)據(jù)。舉個(gè)例子，可以在pty直接與調(diào)制解調(diào)器之下運(yùn)行18.7節(jié)的call客戶(hù)機(jī)：pty call t2500 這樣做不比直接鍵入call t2500優(yōu)點(diǎn)，但 可能希望用一個(gè) s 命令運(yùn)行call程序來(lái)取得調(diào)制解調(diào)器的一些 寄存器的內(nèi)容。如果t2500.cmd包括兩行：aatn?.第一行打印出調(diào)制解調(diào)器的

36、寄存器值，第二行終止call程序。但是如果運(yùn)行：pty -1 t2500.cmd call t2500 結(jié)果就不是 希望得到的。事實(shí)上文件 t2500.cmd的內(nèi)容首先被送到了調(diào)制解調(diào)器。當(dāng)交互運(yùn)行call程序時(shí) 等待調(diào)制解調(diào)器顯示“ Connected”，但是pty程序不知道這樣做。這就是為什么需要比pty更巧妙的程序，如expect，自 文件運(yùn)行交互式程序。在pty上即使運(yùn)行程序14-9也不能正常工作，這是因?yàn)槌绦?4-9認(rèn)為它在一個(gè)管道寫(xiě)入的每一行都會(huì)在另一個(gè)管道產(chǎn)生一行。而且， 14-9程序總是先發(fā)送一行到系統(tǒng)進(jìn)程，然后再 一行。在上面的例子中， 需要先收到行“ Connected”，

37、然后再發(fā)送數(shù)據(jù)。這里有一些使用s 命令驅(qū)動(dòng)交互式程序的方法?？梢栽?pty上增加一種命令語(yǔ)言和一個(gè)解釋器。但是一個(gè)適當(dāng) 令語(yǔ)言可能十倍于 pty程序的大小。另法是使用命令語(yǔ)言并用pty_fork函數(shù)來(lái)調(diào)用交互式程序，這正是expect程序所做的。采用一種不同的方法，使用選擇項(xiàng)-d讓pty程序同一個(gè)管理輸入和輸出的驅(qū)動(dòng)進(jìn)程連接起來(lái)。該驅(qū)動(dòng)進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸出是pty的標(biāo)準(zhǔn)輸入，反之亦然。這有點(diǎn)像協(xié)同進(jìn)程，只是在 pty的“另一邊”。此種進(jìn)程結(jié)構(gòu)與圖19-9中所示的幾乎相同，但是在這種情況下由 pty來(lái)完成驅(qū)動(dòng)進(jìn)程的fork和exec。而且在pty和驅(qū)動(dòng)進(jìn)程之間使用一個(gè)單獨(dú)的流管道，而不是兩個(gè)半雙工管道

38、。程序19-6是do_driver函數(shù)的源碼，該函數(shù)被pty（見(jiàn)程序19-4）的main函數(shù)在使用-d選項(xiàng)時(shí)調(diào)用。程序19-6 pty程序的do_driver函數(shù)494通過(guò)編寫(xiě)自己的驅(qū)動(dòng)程序的方法，可以隨意地驅(qū)動(dòng)交互式程序。即使驅(qū)動(dòng)程序有和 pty連接在一起的標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出，它仍然可以通過(guò) /dev/tty同用戶(hù)交互。這個(gè)解決方法仍不如 expect程序通用，但是它提供了一種不到50行代碼的選擇方案。19.7其他特性偽終端還有其他特性，在這里簡(jiǎn)略提一下。 AT&T1990d和4.3+BSD系統(tǒng)的操作手冊(cè)有更詳細(xì)的內(nèi)容。19.7.1 打包模式打包模式能夠使偽終端主設(shè)備了解到偽終端從設(shè)備的狀態(tài)

39、變化。在 SVR4系統(tǒng)中可以將流模塊pckt壓入主設(shè)備端來(lái)設(shè)置這種模式。圖 19-2顯示了這種可選模式。在 4.3+BSD系統(tǒng)中可以通過(guò)TIOCPKT的ioctl來(lái)設(shè)置這種模式。SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)中具體的打包模式有所不同。在SVR4系統(tǒng)中，偽終端主設(shè)備的進(jìn)程必須調(diào)用getmsg從流中取得數(shù)據(jù)，這是因?yàn)?pckt模塊將一些事件轉(zhuǎn)化為無(wú)數(shù)據(jù)的流消息。在4.3+BSD系統(tǒng)中每一次從偽終端主設(shè)備的讀操作都會(huì)在可選數(shù)據(jù)之后返回狀態(tài)字節(jié)。無(wú)論實(shí)現(xiàn)的方法是什么樣的，打包模式的目的是，當(dāng)偽終端從設(shè)備之上的行規(guī)程模塊出現(xiàn)以下事件時(shí)，通知進(jìn)程從偽終端主設(shè)備數(shù)據(jù)：讀入隊(duì)列被刷新；寫(xiě)出隊(duì)列被刷新；輸出被停止

40、（如： Ctrl-S）；輸出重新開(kāi)始； XON/XOFF流開(kāi)關(guān)被關(guān)閉后重新打開(kāi)； XON/XOFF流開(kāi)關(guān)被打開(kāi)后重新關(guān)閉。這些事件被rlogin客戶(hù)機(jī)和rlogid服務(wù)器等使用。19.7.2模式偽終端主設(shè)備可以用TIOCREMOTE的ioctl將偽終端從設(shè)備設(shè)置成模式。雖然SVR4和4.3+BSD系統(tǒng)使用同樣令來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉這個(gè)特性，但是在SVR4系統(tǒng)中ioctl的第三個(gè)參數(shù)是一個(gè)整型數(shù)，而4.3+BSD中是一個(gè)指向整型數(shù)的指針。495當(dāng)偽終端主設(shè)備將偽終端從設(shè)備設(shè)置成這種模式時(shí)，它通知偽終端從設(shè)備之上的行規(guī)程模塊對(duì)從主設(shè)備收到的任何數(shù)據(jù)都不要進(jìn)行處理，無(wú)論它是不是從設(shè)備的 termios結(jié)構(gòu)的規(guī)范或非規(guī)范標(biāo)